WO2019208023A1 - 光学活性希土類錯体、この錯体からなる不斉触媒、及び、この不斉触媒を用いた光学活性有機化合物の製造方法 - Google Patents

光学活性希土類錯体、この錯体からなる不斉触媒、及び、この不斉触媒を用いた光学活性有機化合物の製造方法 Download PDF

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西田　篤司
真至 原田
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Definitions

  • the present invention relates to a novel optically active rare earth complex, an asymmetric catalyst comprising the optically active rare earth complex, and a method for producing an optically active organic compound using the asymmetric catalyst.
  • the “optically active organometallic catalyst” composed of a metal and an optically active ligand is particularly important because it has the ability to synthesize a large amount of useful optically active compounds from a small amount of catalyst.
  • optically active organometallic catalyst is an optically active catalyst that uses a rare earth element as a central metal.
  • the rare earth element is a generic name for scandium, yttrium, and 15 elements (lanthanoids) having an atomic number of 57 (lanthanum: La) to 71 (lutetium: Lu). Since rare earth elements have the characteristics shown below, they function as special catalysts that cannot be replaced by optically active organometallic catalysts having a central metal other than rare earth elements. (1) Since all have high coordination tolerance, free catalyst design is possible. (2) Since both have high coordination tolerance, they can also be applied to reactions using highly coordinating and multifunctional substrates. (3) Although the chemical properties are similar to each other, the Lewis acidity and ionic radius are slightly different, so the catalyst can be optimized by changing the lanthanoid used depending on the ligand, substrate, and reaction type.
  • Non-Patent Documents 1 to 4 Siloxydiene exhibits high reactivity in the Diels-Alder reaction, and it has been reported that the reaction product can be converted into a useful compound, but there are few reports of catalytic asymmetric reactions because it is easily decomposed.
  • the optically active lanthanoid catalyst promoted the Diels-Alder reaction of siloxydiene and gave a product with high optical purity in high yield.
  • Non-patent Document 4 Non-patent Document 4
  • the catalyst cannot be stored and needs to be prepared for use.
  • the yield and enantioselectivity are drastically reduced. Therefore, it is necessary to heat and dry the catalyst at a high pressure in preparation of the catalyst.
  • An advanced vacuum device, a high purity inert gas, and a heating bath are required when the catalyst is heated and dried.
  • the catalyst preparation and the reaction using it must be carried out under strict anhydrous conditions.
  • An object of the present invention is to provide an optically active rare earth complex that can be stored as a small amount of water, can be stored, and can be used as an asymmetric catalyst that does not require heating and drying before use.
  • Means for solving the problems of the present invention are as follows.
  • An optically active rare earth complex represented by the following general formula (1).
  • R each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group which may be substituted with a halogen atom, A cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group which may be substituted with a halogen atom or a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or An alkynyl group which may be substituted with a halogen atom or a phenyl group, a nitro group, an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with
  • Z represents any one of N, O, and S;
  • Ln represents a rare earth element,
  • X represents a halogen atom, a trifluoromethanesulfonyloxy group, a bis (trifluoromethanesulfonyl) amino group, a nitrate group, or an acetate group, and may be the same or different.
  • Z is N; The optically active rare earth complex described in 1. 3.
  • n is 3 or 4: 1. Or 2. The optically active rare earth complex described in 1. 4).
  • 1. X is a halogen atom, trifluoromethanesulfonyloxy group, bis (trifluoromethanesulfonyl) amino group, ⁇ 3.
  • optically active rare earth complex according to any one of the above. 5.1. ⁇ 4.
  • An asymmetric catalyst comprising the optically active rare earth complex according to any one of the above.
  • a method for producing an optically active organic compound comprising using the asymmetric catalyst described in 1. 7).
  • a 6-membered ring compound is produced by adding dienophile to a diene compound. The manufacturing method of the optically active organic compound as described in above.
  • the optically active rare earth complex of the present invention does not require a special experimental device such as an advanced vacuum device, a high purity inert gas, or a heating bath, and can be produced by a normal experimental operation.
  • This optically active rare earth complex can be used as an asymmetric catalyst when producing an optically active organic compound. Since the asymmetric catalyst of the present invention comprising this optically active rare earth complex does not deactivate with a small amount of water, it can be stored and used as a solid reagent. Since the asymmetric catalyst of the present invention does not need to be heat-dried before use, it is possible to achieve work efficiency and cost reduction in the production of an optically active organic compound.
  • an optically active organic compound can be produced with high yield and high selectivity.
  • the asymmetric catalyst of the present invention can be suitably used for the production of optically active 6-membered ring compounds as a Diels-Alder reaction catalyst.
  • the present invention relates to an optically active rare earth complex represented by the following general formula (1).
  • R each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group which may be substituted with a halogen atom, A cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group which may be substituted with a halogen atom or a phenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or An alkynyl group which may be substituted with a halogen atom or a phenyl group, a nitro group, an alkyloxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and a cyano group are shown.
  • n is an integer of 1 to 6, and the ring has a methylene group such as —C ⁇ C—, —C ⁇ C—, —CO—, —CO—O—, —O—, —S—, —NH—. It may be replaced with.
  • Z represents any one of N, O, and S; Ln represents a rare earth element.
  • X represents a halogen atom, a trifluoromethanesulfonyloxy group, a bis (trifluoromethanesulfonyl) amino group, a nitrate group, or an acetate group, and may be the same or different.
  • R is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group which may be substituted with a halogen atom,
  • N is preferably an integer of 2 to 6, more preferably an integer of 3 to 5, and even more preferably 3 or 4. Specifically, cyclopentane, cyclohexane, and 4-cyclohexene are most preferable.
  • Z represents any one of N, O, and S.
  • Z is N
  • the bond connected to the bipyridyl structure side is a double bond
  • Z is O or S
  • the bond connected to the bipyridyl structure side is a single bond. It is.
  • Z can be selected according to the compatibility with the rare earth element used in the complex, but Z tends to exhibit higher stereoselectivity, and therefore Z is preferably N.
  • the rare earth element is preferably yttrium and 15 elements (lanthanoid) of atomic number 57 (lanthanum: La) to 71 (lutetium: Lu), and the atomic number of 62 (samarium: Sm) to 71 (lutetium: Lu). 10 elements are more preferable, and samarium, gadolinium, holmium, ytterbium, and lutetium are further preferable.
  • X is preferably a halogen atom, a trifluoromethanesulfonyloxy group, or a bis (trifluoromethanesulfonyl) amino group, more preferably a trifluoromethanesulfonyloxy group or a bis (trifluoromethanesulfonyl) amino group, and trifluoromethanesulfonyl. More preferably, it is an oxy group.
  • the optically active rare earth complex of the present invention is prepared by mixing a bis-imino-bis-bipyridyl type asymmetric ligand (hereinafter referred to as ImBpy) synthesized from a chiral diamine and a rare earth metal salt in an organic solvent.
  • ImBpy bis-imino-bis-bipyridyl type asymmetric ligand synthesized from a chiral diamine and a rare earth metal salt in an organic solvent.
  • the Complex preparation does not require anhydrous operation and can be performed in the presence of air.
  • the preparation method of the optically active rare earth complex of the present invention is not limited to this method.
  • ImBpy used in the present invention can be manufactured, for example, according to the following manufacturing method, but is not limited to this method.
  • ImBpy used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the ligand structure in the optically active rare earth complex represented by the general formula (1).
  • Z is N
  • ImBpy1 to 3 are listed.
  • Z is O or S
  • structures corresponding to ImBpy1 to ImBpy3 are exemplified.
  • ImBpy4 is shown in the following general formula (5).
  • the compounds represented by the general formulas (2) to (5) can be synthesized from raw materials that can be purchased at low cost.
  • the optically active rare earth complex of the present invention can be used as an asymmetric catalyst in the production of an optically active organic compound.
  • the optically active rare earth complex of the present invention can be stored in the air as a solid, and can be used as an asymmetric catalyst without being deactivated by a small amount of moisture.
  • the asymmetric catalyst of the present invention can be used for the production of an optically active organic compound.
  • a Diels-Alder reaction in which a dienophile is added to a diene compound to produce a 6-membered ring compound, It can be used as an asymmetric catalyst for 1,3-dipole cycloaddition reaction, nitro-aldol reaction, carbonyl-ene reaction, 1,4-addition reaction, Strecker reaction, epoxidation reaction of conjugated enone, etc. .
  • optically active rare earth complex No. 7 For the optically active rare earth complex No. 7 synthesized above, a single crystal was prepared from a mixed solvent of acetonitrile and diethyl ether, and X-ray structural analysis was performed. This complex structure is shown in FIG. In addition, Complex No. For 19, a single crystal was similarly prepared from a mixed solvent of acetonitrile and diethyl ether, and X-ray crystal structure analysis was performed. This complex structure is shown in FIG. It was confirmed that all of the optically active rare earth complexes of the present invention have a structure in which a ligand is spirally wound around a central rare earth metal. Since the helical structure differs in the accessibility of the prochiral compound to the active site, the optically active rare earth complex of the present invention functions as an asymmetric catalyst.
  • optically active rare earth complex no The optically active rare earth complex no.
  • the following reaction was carried out using 1 to 5, 7, and 10 to 21 as asymmetric catalysts.
  • the same reaction was performed using the optically active lanthanoid catalyst described in Non-Patent Document 3 (holmium triflic imide salt and the following (R) -bisthiourea and DBU three-component chiral Ho catalyst).
  • optically active rare earth complex No for the optically active lanthanoid catalyst described in No. 7 and Non-Patent Document 3, the reaction was carried out in the same manner using a catalyst stored in the atmosphere for 24 hours after synthesis.
  • the reaction conditions are as follows.
  • Catalyst amount 10 mol% Reaction temperature: 1-5,7,10-21 are 0 ° C
  • comparative example is -20 ° C
  • the conventional optically active lanthanoid catalyst which is a comparative example, progressed with high optical selectivity when it was a catalyst immediately after preparation, but the yield of the catalyst after storage was greatly reduced although the reaction proceeded (96%-> 45%), and stereoselectivity was hardly expressed (4%). It was confirmed that the optically active rare earth complex of the present invention has high optical selectivity. Further, the optically active rare earth complex of the present invention hardly changed in yield and optical selectivity even after storage in the atmosphere.
  • the optically active rare earth complex of the present invention has the same activity as a conventional optically active lanthanoid catalyst, can be stored in the air without being deactivated by moisture, and does not need to be dried by heating before use. Therefore, the optically active rare earth complex of the present invention can be handled as a solid reagent as it is when it is desired to be used, and work efficiency and cost can be reduced.
  • the optically active rare earth complex of the present invention has high optical selectivity. Further, the optically active rare earth complex of the present invention has almost no change in yield and optical selectivity even after storage in the atmosphere for 30 days, and has catalytic activity equivalent to that of the comparative example in which the solvent was not distilled off immediately after preparation. Was maintained.

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Abstract

少量の水分では失活せず、保管ができ、使用前に加熱乾燥が不要な不斉触媒とし て使用可能な光学活性希土類錯体を提供することを課題とする。解決手段として、下記一般式（１）で表される光学活性希土類錯体を提供する。

Description

光学活性希土類錯体、この錯体からなる不斉触媒、及び、この不斉触媒を用いた光学活性有機化合物の製造方法
　本発明は、新規な光学活性希土類錯体と、この光学活性希土類錯体からなる不斉触媒、及び、この不斉触媒を用いた光学活性有機化合物の製造方法に関する。
　近年、工業的な化学合成は、環境に配慮した方法で行うことが重要視されており、通常では困難な化学反応を温和な条件下かつ高効率で進行させることのできる「触媒」を用いた合成手法が注目されている。中でも金属と光学活性配位子から構成される「光学活性有機金属触媒」は、少量の触媒から大量の有用な光学活性化合物を合成する能力を持つため特に重要である。
　光学活性有機金属触媒の一種として、希土類元素を中心金属として用いる光学活性触媒がある。希土類元素とは、スカンジウム、イットリウムと、原子番号５７（ランタン：Ｌａ）から７１（ルテチウム：Ｌｕ）の１５元素（ランタノイド）の総称である。希土類元素は、以下に示した特徴を有するため、希土類元素以外を中心金属とする光学活性有機金属触媒では代替できない特殊な触媒として機能する。
（１）いずれも高い配位許容性を有するため、自由な触媒設計が可能。
（２）いずれも高い配位許容性を有するため、高配位性・多官能基性基質を用いた反応にも適用可能。
（３）化学的性質が互いに似ているものの、ルイス酸性及びイオン半径がそれぞれ少しずつ異なるため、配位子や基質、反応種別によって用いるランタノイドを変えることで触媒を最適化することが可能。
　本発明者らは、光学活性ランタノイド触媒を用いた、シロキシジエンの触媒的不斉ディールス－アルダー反応を報告している（非特許文献１～４）。シロキシジエンはディールス－アルダー反応において高い反応性を示し、反応生成物から有用化合物へ変換できることも報告されているが、分解しやすいため触媒的不斉反応の報告例は少ない。しかし、光学活性ランタノイド触媒はシロキシジエンのディールス－アルダー反応を促進し、高い光学純度の生成物を高収率で与えた。
　しかし、光学活性ランタノイド触媒は、調製時に水分が存在すると活性な錯体形成を阻害する。また、光学活性ランタノイド触媒は、活性な錯体であっても水分により失活するため、下記に示す問題点があった（非特許文献４）。
（１）触媒を保管することができず、用事調製する必要がある。
（２）触媒の乾燥を行わないと収率及びエナンチオ選択性が劇的に低下するため、触媒調製の際に触媒を高度減圧下で加熱乾燥する必要がある。
（３）触媒の加熱乾燥時に高度真空装置、高純度不活性ガス、加熱浴を必要とする。
（４）触媒調製およびそれを用いた反応は、厳密な無水条件下で行う必要がある。
Y Sudo, D Shirasaki, S Harada, A Nishida; Highly Enantioselective Diels-Alder Reactions of Danishefsky Type Dienes with Electron-Deficient Alkenes Catalyzed by Yb(III)-BINAMIDE Complexes; Journal of the American Chemical Society; 2008, 130, 12588-12589. S Harada, T Morikawa, A Nishida; Chiral Holmium Complex-Catalyzed Diels-Alder Reaction of Silyloxyvinylindoles: Stereoselective Synthesis of Hydrocarbazoles; Organic Letters;2013,15,5314-5317. S Harada, S Nakashima, W Yamada, T Morikawa, A Nishida; CATALYTIC AND ENANTIOSELECTIVE DIELS-ALDER REACTION OF SILYLOXYDIENE THAT INCORPORATES A PYRROLIDINE RING, AND ITS APPLICATION TO THE CONSTRUCTION OF CHIRAL TRI-AND TETRACYCLIC SKELETONS; Heterocycles, 2017, 95, 872-893. 原田真至、森川貴裕、平岡紫陽、西田篤司；光学活性希土類錯体を用いる電子豊富ジエンの触媒的不斉Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反応の開発；有機合成化学協会誌；2013,71,818-829.
　本発明は、少量の水分では失活せず、保管ができ、使用前に加熱乾燥が不要な不斉触媒として使用可能な光学活性希土類錯体を提供することを課題とする。
　本発明の課題を解決するための手段は以下のとおりである。
１．下記一般式（１）で表される光学活性希土類錯体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中、
　Ｒは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキル基、炭素数１～１０のアルキル基またはハロゲン原子で置換されてもよいフェニル基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルケニル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルキニル基、ニトロ基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキルオキシ基、シアノ基を示し、
　ｎは１～６の整数であり、この環はメチレン基が、－Ｃ＝Ｃ－、－Ｃ≡Ｃ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－で置き換えられていてもよく、
　Ｚは、Ｎ、Ｏ、Ｓのいずれかを示し、
　Ｌｎは、希土類元素を示し、
　Ｘは、ハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基、ニトレート基、アセテート基を示し、同一または相違してもよい。）
２．ＺがＮである、１．に記載の光学活性希土類錯体。
３．ｎが３または４である、１．または２．に記載の光学活性希土類錯体。
４．Ｘがハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基である、１．～３．のいずれかに記載の光学活性希土類錯体。
５．１．～４．のいずれかに記載の光学活性希土類錯体からなる不斉触媒。
６．５．に記載の不斉触媒を用いることを特徴とする光学活性有機化合物の製造方法。
７．ジエン化合物にジエノフィルが付加することにより６員環化合物を製造することを特徴とする６．に記載の光学活性有機化合物の製造方法。
　本発明の光学活性希土類錯体は、高度真空装置、高純度不活性ガス、加熱浴といった特殊な実験装置を必要とせず、通常の実験操作で製造することができる。この光学活性希土類錯体は、光学活性有機化合物を製造する際の不斉触媒として利用できる。
　この光学活性希土類錯体からなる本発明の不斉触媒は、少量の水分では失活しないため、保管が可能であり固体試薬として用いることができる。本発明の不斉触媒は、使用前に加熱乾燥する必要がないため、光学活性有機化合物製造における作業の効率化、低コスト化が達成できる。本発明の不斉触媒により、高収率、高選択性で、光学活性有機化合物を製造することができる。特に、本発明の不斉触媒は、ディールス－アルダー反応の触媒として、光学活性な６員環化合物の製造に好適に用いることができる。
本発明のＺがＮである光学活性希土類錯体（ＩｍＢｐｙ－１とガドリニウムトリフラートとの錯体）の構造を示す図。 本発明のＺがＯである光学活性希土類錯体（ＩｍＢｐｙ－４とガドリニウムトリフラートとの錯体）の構造を示す図。
　本発明は、下記一般式（１）で表される光学活性希土類錯体に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　上記一般式（１）中、
　Ｒは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキル基、炭素数１～１０のアルキル基またはハロゲン原子で置換されてもよいフェニル基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルケニル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルキニル基、ニトロ基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキルオキシ基、シアノ基を示す。
　ｎは１～６の整数であり、この環はメチレン基が、－Ｃ＝Ｃ－、－Ｃ≡Ｃ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－で置き換えられていてもよい。
　Ｚは、Ｎ、Ｏ、Ｓのいずれかを示し、
　Ｌｎは、希土類元素を示す。
　Ｘは、ハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基、ニトレート基、アセテート基を示し、同一または相違してもよい。
　本発明の一般式（１）で表される光学活性希土類錯体において、
　Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～４のアルキル基、炭素数１～４のアルキル基またはハロゲン原子で置換されてもよいフェニル基、炭素数１～４のアルキル基またはフェニル基で置換されてもよいアルケニル基、炭素数１～４のアルキル基またはフェニル基で置換されてもよいアルキニル基、ニトロ基、炭素数１～４のアルキルオキシ基、シアノ基が好ましく、水素原子、ハロゲン原子、フェニル基、炭素数１～４のアルキル基またはフェニル基で置換されてもよいアルキニル基、ニトロ基、炭素数１～４のアルキルオキシ基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
　ｎは、２～６の整数であることが好ましく、３～５の整数であることがより好ましく、３または４であることがさらに好ましい。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、４－シクロヘキセンであることが最も好ましい。
　Ｚは、Ｎ、Ｏ、Ｓのいずれかを示し、ＺがＮの場合、ビピリジル構造側へ繋がる結合は二重結合であり、ＺがＯまたはＳの場合、ビピリジル構造側へ繋がる結合は単結合である。Ｚは、錯体に使用する希土類元素との相性に応じて選択することができるが、より高い立体選択性を示す傾向があるため、ＺはＮであることが好ましい。
　希土類元素は、イットリウムと、原子番号５７（ランタン：Ｌａ）から７１（ルテチウム：Ｌｕ）の１５元素（ランタノイド）であることが好ましく、原子番号６２（サマリウム：Ｓｍ）から７１（ルテチウム：Ｌｕ）の１０元素であることがより好ましく、サマリウム、ガドリニウム、ホルミウム、イッテルビウム、ルテチウムであることがさらに好ましい。
　Ｘは、ハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基であることが好ましく、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基であることがより好ましく、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基であることがさらに好ましい。
　本発明の光学活性希土類錯体は、キラルジアミンから合成されるビス－イミノ－ビス－ビピリジル型不斉配位子（以下、ＩｍＢｐｙという）と希土類金属塩とを有機溶媒中で混合することで調製される。錯体調製は、無水操作を必要とせず、大気存在下で行うことができる。なお、本発明の光学活性希土類錯体の調製方法は、この方法に限定されるものではない。
　本発明で使用するＩｍＢｐｙは、例えば、以下に示す製造方法に従って製造することができるが、この方法に限定されるものではない。
「ＺがＮであるＩｍＢｐｙの製造方法」
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　「ＺがＯであるＩｍＢｐｙの製造方法」
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　「ＺがＳであるＩｍＢｐｙの製造方法」
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　本発明で使用するＩｍＢｐｙは、上記一般式（１）に示す光学活性希土類錯体における配位子構造を満足するものであれば特に制限されないが、例えば、ＺがＮの場合、下記一般式（２）～（４）に示すＩｍＢｐｙ１～３が挙げられる。また、Ｚが、ＯまたはＳの場合は、ＩｍＢｐｙ１～３のそれぞれに対応する構造が挙げられ、一例として下記一般式（５）にＩｍＢｐｙ４を示す。一般式（２）～（５）に示す化合物は、いずれも安価に購入可能な原料から合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　本発明の光学活性希土類錯体は、光学活性有機化合物の製造における不斉触媒として利用することができる。本発明の光学活性希土類錯体は、固体のまま大気中で保管することができ、微量の水分で失活することなく、不斉触媒として利用することができる。
　本発明の不斉触媒は、光学活性有機化合物の製造に使用することができ、例えば、ジエン化合物（diene）にジエノフィル（dienophile）が付加することにより６員環化合物を製造するディールス－アルダー反応、１，３－双極子の付加環化反応、ニトロ－アルドール反応、カルボニル－エン反応、１，４－付加反応、ストレッカー反応、共役エノンのエポキシ化反応等の不斉触媒として利用することができる。
「合成例１」
　市販の環状キラルジアミンから、上記方法により、ＩｍＢｐｙ１～４を合成した。収率は、それぞれ８６％、５２％、４２％、５４％であった。
「合成例２」
　ＩｍＢｐｙ１～４と、希土類金属塩をアセトニトリル中で混合し、溶媒を留去することで光学活性希土類錯体を得た。
　得られた光学活性希土類錯体と、測定した物性を表１に示す。なお、Ｎｏ．１～４、１５～１８、２０、２１についても、物性は測定していないが、下記表２に示す通り触媒として使用可能であることは確認している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　上記で合成した光学活性希土類錯体Ｎｏ.７について、アセトニトリルとジエチルエーテルの混合溶媒から単結晶を作成し、Ｘ線構造解析を行った。この錯体構造を図１に示す。また、錯体Ｎｏ．１９について、同様にアセトニトリルとジエチルエーテルの混合溶媒から単結晶を作成し、Ｘ線結晶構造解析を行った。この錯体構造を図２に示す。
　本発明の光学活性希土類錯体はいずれも、中心の希土類金属に対して、配位子がらせん状に巻き付いた構造を有することが確認できた。このらせん状の構造により、プロキラル化合物の活性点への接近のしやすさが異なるため、本発明の光学活性希土類錯体は、不斉触媒として機能する。
「使用例１」
　上記で合成した光学活性希土類錯体Ｎｏ．１～５、７、１０～２１を不斉触媒として、下記反応を行った。また、比較例として、非特許文献３に記載の光学活性ランタノイド触媒（ホルミウムトリフリックイミド塩と下記（Ｒ）－ｂｉｓｔｈｉｏｕｒｅａとＤＢＵの三成分キラルＨｏ触媒）を用いて同様の反応を行った。さらに、光学活性希土類錯体Ｎｏ．７と非特許文献３に記載の光学活性ランタノイド触媒については、合成から２４時間大気中で保管したものを使用して、同様に反応を行った。反応条件は、以下の通りである。
　触媒量：１０ｍｏｌ％
　反応温度：Ｎｏ．１～５，７，１０～２１は０℃、比較例は－２０℃
　反応時間：Ｎｏ．１～５，７，１０～１８は４時間、Ｎｏ．１９～２１は
　　　　　　５時間、比較例は３０分
　結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
「結果」
　比較例である従来の光学活性ランタノイド触媒は、調製直後の触媒だと高い光学選択性で反応が進行したが、保管後の触媒は反応は進行するものの収率は大きく低下し（９６％　－＞　４５％）、しかも立体選択性がほとんど発現しなかった（４％）。
　本発明の光学活性希土類錯体は、高い光学選択性を有していることが確認できた。また、本発明の光学活性希土類錯体は、大気中で保管後も、収率、光学選択性にほとんど変化がなかった。
　本発明の光学活性希土類錯体は、従来の光学活性ランタノイド触媒と同等の活性を備え、水分で失活することなく大気中で保管でき、使用前に加熱乾燥する必要がない。そのため、本発明の光学活性希土類錯体は、使用したい時にそのまま固体試薬として取り扱うことができ、作業の効率化、低コスト化が達成できる。
「使用例２」
　上記で合成した光学活性希土類錯体Ｎｏ１３を、合成から１２時間、２日、７日、２１日、３０日、それぞれ大気中室温で保管したものを使用して、下記ディールス－アルダー反応を行った。また、比較例として、Ｎｏ．１３の不斉触媒の合成時における溶媒留去を行う前の溶液をそのまま反応液に加えて同様の反応を行った。反応条件とその結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
「結果」
　本発明の光学活性希土類錯体は、高い光学選択性を有していることが確認できた。また、本発明の光学活性希土類錯体は、大気中で３０日保管後も、収率、光学選択性にほとんど変化がなく、調製直後の溶媒留去を行わなかった比較例と同等の触媒活性を維持していた。

Claims (7)

  1. 　下記一般式（１）で表される光学活性希土類錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、
    　Ｒは、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキル基、炭素数１～１０のアルキル基またはハロゲン原子で置換されてもよいフェニル基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルケニル基、炭素数１～６のアルキル基またはハロゲン原子またはフェニル基で置換されてもよいアルキニル基、ニトロ基、ハロゲン原子で置換されてもよい炭素数１～６のアルキルオキシ基、シアノ基を示し、
    　ｎは１～６の整数であり、この環はメチレン基が、－Ｃ＝Ｃ－、－Ｃ≡Ｃ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－で置き換えられていてもよく、
    　Ｚは、Ｎ、Ｏ、Ｓのいずれかを示し、
    　Ｌｎは、希土類元素を示し、
    　Ｘは、ハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基、ニトレート基、アセテート基を示し、同一または相違してもよい。）
  2. 　ＺがＮである、請求項１に記載の光学活性希土類錯体。
  3. 　ｎが３または４である、請求項１または２に記載の光学活性希土類錯体。
  4. 　Ｘがハロゲン原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミノ基である、請求項１～３のいずれかに記載の光学活性希土類錯体。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の光学活性希土類錯体からなる不斉触媒。
  6. 　請求項５に記載の不斉触媒を用いることを特徴とする光学活性有機化合物の製造方法。
  7. 　ジエン化合物にジエノフィルが付加することにより６員環化合物を製造することを特徴とする請求項６に記載の光学活性有機化合物の製造方法。
     
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